AVR單片機課程教學改革探討

王愛華

AVR單片機課程教學改革探討

王愛華*

上海師范大學信息與機電工程學院，上海 200233

AVR單片機已經廣泛應用在各領域，本文分析了目前AVR單片機課程教學的現狀，對AVR單片機課程教學改革進行了探討，提出了在AVR單片機教學中使用Proteus和AVRstudio6仿真軟件的教學方法，提高了學生的學習興趣、創新能力和設計能力。

AVR單片機；教學；改革

AVR單片機已經廣泛應用于計算機外部設備、工業實時控制、儀器儀表、通訊設備、家用電器等各個領域，很多高校已經開設了AVR單片機課程。為了使得學生快速掌握AVR單片機知識，適應當前就業形勢的需要，必須對AVR單片機課程進行教學改革。

一、AVR單片機課程教學的現狀

AVR單片機作為一門新興的課程，教師對于AVR單片機教學的經驗缺乏，AVR單片機教材中適合自學的教材不多，傳統的教學方法過于呆板，教師多采用填鴨式教學方法，這讓基礎差的學生感到抽象、難以理解、枯燥乏味。

二、AVR單片機課程教學的改革方法

(一)AVR單片機課程內容的改革

AVR單片機一般作為任選課，講完STC15單片機原理及應用后再介紹AVR單片機，我們選用AVR系列中的Atmegal6型單片機。主要講解 AVR Studio6集成開發環境的使用、AVR單片機的基本結構、通用I/O接口的基本結構、ATmega16的中斷系統、定時/計數器的結構、模數轉換器ADC以及相關應用實例程序等內容，用C語言編寫實例程序。

(二)AVR單片機教學方法的改革

培養學習興趣，“萬丈高樓平地起”，教師要先引導學生預習閱讀理解教材相關內容，然后在上課的時候，通過提問檢查預習效果。講課過程中，教師先講授知識要點，講課要突出重點和難點。教師舉出實例后，組織課堂討論，讓學生發表自己的觀點。教師在課上演示實例仿真現象，例如花樣流水燈、模擬交通燈、報警器與旋轉燈、數碼管電子鐘、數碼管顯示兩路A/D轉換結果等實例，學生看到、聽到這些仿真現象后興趣盎然。教師使用對比法教學，例如要實現數碼管顯示4×4 鍵盤矩陣按鍵序號，教師分別寫出用STC單片機IAP15W4K58S4和用AVR單片機Atmegal6實現這功能的C程序，然后講解它們的不同點，使學生快速掌握這些程序。

(三)AVR單片機實驗教學的改革

選擇Proteus 和AVR studio 6軟件組建了AVR單片機虛擬實驗系統，學生在課外和課內可以做一些仿真實驗，例如：K1-K4控制LED移位、T0定時器控制數碼管掃描顯示、INT0中斷計數、8只數碼管掃描顯示多個不同字符、繼電器控制照明設備、按鍵發音、INT0與INT1中斷計數、TIMER0控制數碼管掃描顯示、秒計時顯示屏、100以內的脈沖或按鍵計數、用定時器設計的門鈴、數碼管電子鐘、數碼管顯示兩路A/D轉換結果等。課前布置任務讓學生課外去編程和仿真出實驗現象，學生在完成一個個任務的時候，很有成就感，使學生在實踐中提高實際動手能力，為以后就業打下扎實的基礎，待到羽翼豐滿之時大膽地走出去闖蕩。

(四)AVR單片機虛擬實驗系統的構建

1.仿真方法

選擇Proteus 和AVR studio 6軟件組建了AVR單片機虛擬實驗系統。方法：利用AVR Studio 6建立項目并編寫、編譯AVR單片機的程序，編譯通過后，生成.hex文件，打開Proteus畫出相應的電路原理圖，把.hex文件加載到Proteus中的虛擬AVR單片機中，按下啟動仿真，觀看仿真結果。

2.應用實例

用單片機Atmega16實現數碼管顯示4×4鍵盤矩陣按鍵序號的實例，部分程序如下：

#include

#include

#define INT8U unsigned char

#define BEEP1()PORTC ^= _BV(PC7)//蜂鳴器

。。。。。。//省略

void KeySc()

{switch(PINB){

case 0B00001110：Key1=0；break；

case 0B00001101：Key1=1；break；

case 0B00001011：Key1=2；break；

case 0B00000111：Key1=3；break；

default：Key1=0xFF；}

DDRB=0x0F；PORTB=0xF0；_delay_ms(1)；

switch(PINB){

case 0B11100000：Key1=Key1；break；

case 0B11010000：Key1=Key1+4；break；

case 0B10110000：Key1=Key1+8；break；

case 0B01110000：Key1=Key1+12；break；

default：Key1=0xFF；}}

int main()

{DDRD=0xFF；PORTD=0x00；

while(1)

{if (Key_Down()) KeySc()；

else continue；

if(Key1<16)

{PORTD=SEG_CODE[Key1]；Beep1()；}

while(Key_Down())；}}

用ATmega16單片機的PD口連接各數碼管的段選引腳，PB口接矩陣鍵盤，實驗原理圖如圖1所示，按下F鍵，數碼管顯示F。

圖1 數碼管顯示4×4鍵盤矩陣按鍵序號

三、結束語

綜上所述，單片機課程是當前高校中不斷更新和發展的計算機課程，授課教師應當不斷提升教學方法和手段，轉變教學觀念。本文對AVR單片機課程教學改革進行了探討，基于Proteus 和 AVR studio 6軟件的教學模式極大地提升了學生的學習積極性和主動性。

[1]周潤景，蔡雨恬.PROTEUS入門實用教程[M].北京：機械工業出版社，2011.

[2]馬潮.AVR單片機嵌入式系統原理與應用實踐[M].北京：北京航空航天大學出版社，2011.

王愛華(1966-)，女，上海師范大學信息與機電工程學院，講師，主要研究方向：單片機系統開發。

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